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文檔簡介
概述/金屬間化合物功能材料應(yīng)用化學(xué)前沿課程研究經(jīng)歷
2004.04-至今中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所(研究員)2000.6-2004.3日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團(tuán)(科學(xué)技術(shù)研究員)1992.7-1996.11中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所(助理研究員)王立民個人簡歷學(xué)習(xí)經(jīng)歷
1996.12-2000.3日本東北大學(xué)金屬材料研究所工學(xué)研究科(博士學(xué)位)1989.09-1992.7中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所無機(jī)化學(xué)(碩士學(xué)位)1983.09-1987.7齊齊哈爾師范學(xué)院化學(xué)系(學(xué)士學(xué)位)其它2004年科學(xué)院“百人計(jì)劃”科學(xué)院研究生院兼職教授輕金屬&電池材料研究組/已畢業(yè)博士生8人:2人獲得科學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)生
4人國外留學(xué)、4人國內(nèi)就業(yè)
2004年4月組建研究員2助理研究員4工程師1實(shí)驗(yàn)師1博士后3博士生5碩士生8合計(jì)24承擔(dān)項(xiàng)目:2004-2012年中國科學(xué)院‘百人計(jì)劃’,方向性項(xiàng)目國家自然科學(xué)基金面上、群體項(xiàng)目吉林省院-地合作項(xiàng)目科技部“863”項(xiàng)目各地方合作項(xiàng)目
以上總經(jīng)費(fèi):~1500萬元承擔(dān)項(xiàng)目--研究方向主要研究方向:儲氫材料、準(zhǔn)晶鎳氫電池Li+電池Ce-TM液流電池輕金屬多孔復(fù)合材料山東淄博成立研發(fā)中心輕金屬&電池材料研究組——一個中心功能材料研究中式基地技術(shù)服務(wù)成果轉(zhuǎn)化寬溫區(qū)大容量鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線在常州建成投產(chǎn)輕金屬&電池材料研究組——一個產(chǎn)業(yè)化2012年5月18日,由中科院長春應(yīng)化所主辦,江蘇省科技廳、中科院南京分院、常州市人民政府、常州市天寧區(qū)人民政府支持的“寬溫區(qū)大容量鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投產(chǎn)剪彩儀式”。課程內(nèi)容?第一講:概述
◎如何學(xué)習(xí)◎材料——功能材料◎金屬間化合物◎新材料展望?第二講:準(zhǔn)晶材料?第三講:化學(xué)電源?第四講:電池材料如何學(xué)習(xí)????1,了解2,思考3,啟迪
2011年11月,“在全球21個受調(diào)查國家中,中國孩子的計(jì)算能力排名第一,想象力排名倒數(shù)第一,創(chuàng)造力排名倒數(shù)第五?!皩W(xué)校應(yīng)該全面實(shí)施素質(zhì)教育……強(qiáng)化能力培養(yǎng),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力”。建議改為,“學(xué)校在全面實(shí)施素質(zhì)教育時(shí),要注重提高學(xué)生的想象能力、動手能力和創(chuàng)造能力”。能發(fā)揮想象的作品2010年5月17日,全球規(guī)模最大、最具影響力的中學(xué)生科學(xué)競賽“2010英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽”各項(xiàng)大獎結(jié)果揭曉。美國隊(duì)表現(xiàn)優(yōu)異,囊括所有2項(xiàng)大獎和19個分類最佳獎中的15個,其余4個被韓國、英國和巴西學(xué)生分享。大獎賽第一名獲得者是年僅15歲的美籍華裔喬紫薇
22名中國學(xué)生獲得單項(xiàng)、團(tuán)體共計(jì)23個獎項(xiàng)。其中有5個二等獎,其他為三、四等獎和學(xué)會獎。(IntelISEF2010)元素周期表什么是材料材料材料
材料是人類社會賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo),是人類社會進(jìn)步的里程碑。材料科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破都會引起生產(chǎn)技術(shù)的革命,把人類物質(zhì)文明推向前進(jìn)。復(fù)合材料鐵器材料銅器材料石器材料現(xiàn)代社會原始社會材料的發(fā)展、作用
金屬材料:黑色金屬材料(鋼鐵)、有色黑色金屬材料(除鋼鐵以外的)
陶瓷材料:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷
高分子材料:塑料、橡膠合成纖維
復(fù)合材料:金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料
功能材料:電子材料、光電子材料、超導(dǎo)材料可將材料分為金屬、陶瓷、高分子和由金屬、陶瓷和高分子分別組合成的各種復(fù)合材料材料。材料分類金屬材料
3.新材料技術(shù)
新材料技術(shù)將向材料的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過程綠色化發(fā)展。突破現(xiàn)代材料設(shè)計(jì)、評價(jià)、表征與先進(jìn)制備加工技術(shù),在納米科學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展納米材料與器件,開發(fā)超導(dǎo)材料、智能材料、能源材料等特種功能材料,開發(fā)超級結(jié)構(gòu)材料、新一代光電信息材料等新材料。國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006━2020年)材料的結(jié)構(gòu)包括不同晶體結(jié)構(gòu)和非晶體,以及顯微鏡下的微觀結(jié)構(gòu),哪些主要因素能夠影響和改變結(jié)構(gòu)?只有了解了這些才能實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的目的。材料的性能包括物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括四個層次:①原子結(jié)構(gòu);②結(jié)合鍵;③原子的排列方式;④顯微組織材料結(jié)構(gòu)關(guān)系
按溶質(zhì)原子位置不同,可分為置換固溶體和間隙固溶體。
固溶體材料
按固溶度不同,可分為有限固溶體和無限固溶體。按溶質(zhì)原子分布不同,可分為無序固溶體和有序固溶體。
固溶體材料3固溶體的結(jié)構(gòu)(1)晶格畸變。(2)偏聚與有序:取決于同類原子和異類原子間結(jié)合力的相對大小。完全無序、偏聚、部分有序、完全有序。固溶體材料4固溶體的性質(zhì)
(1)點(diǎn)陣常數(shù)改變(2)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化現(xiàn)象:固溶體的強(qiáng)度和硬度高于純組元,塑性則較低。概念:固溶強(qiáng)化-由于溶質(zhì)原子的溶入而引起的強(qiáng)化效應(yīng)。間隙固溶體的強(qiáng)化效果高于置換固溶體。如產(chǎn)生柯氏氣團(tuán)或有序強(qiáng)化。(3)物理、化學(xué)性能改變固溶體材料Howisaintermetalliccompound?
中間相是由金屬與金屬,或金屬與類金屬元素之間形成的化合物,也稱為金屬間化合物。包括:正常價(jià)化合物、電子化合物(電子相)、間隙化合物。金屬間化合物材料⊙100多年來,研究開發(fā)以純金屬基體的各種材料?!呀?0年來,研究開發(fā)金屬間化合物材料--重要研究方向?!涯壳?,已經(jīng)知道的金屬間化合物超過3萬種,但得到開發(fā)應(yīng)用的還不到1%?!言S多新型結(jié)構(gòu)材料和功能材料正等待去發(fā)現(xiàn)。
中間相是由金屬與金屬,或金屬與類金屬元素之間形成的化合物,也稱為金屬間化合物。包括:正常價(jià)化合物、電子化合物(電子相)、間隙化合物。
金屬間化合物材料金屬間化合物組成金屬間化合物構(gòu)造金屬間化合物
1正常價(jià)化合物(1)形成:電負(fù)性差起主要作用,符合原子價(jià)規(guī)則。(2)鍵型:隨電負(fù)性差的減小,分別形成離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵。(3)組成:AB或AB2。如MnS,Mg2Si.
2電子化合物(電子相)(1)形成:電子濃度起主要作用,不符合原子價(jià)規(guī)則。(2)鍵型:金屬鍵(金屬-金屬)。(3)組成:電子濃度對應(yīng)晶體結(jié)構(gòu),可用化學(xué)式表示,可形成以化合物為基的固溶體。金屬間化合物3間隙化合物(1)形成:尺寸因素起主要作用。(2)結(jié)構(gòu)簡單間隙化合物(間隙相):金屬原子呈現(xiàn)新結(jié)構(gòu),非金屬原子位于其間隙,結(jié)構(gòu)簡單。如面心立方VC——RX/RM<0.59.復(fù)雜間隙化合物:主要是鐵、鈷、鉻、錳的化合物,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如Fe3C——RX/RM>0.59(3)組成:可用化學(xué)式表示,可形成固溶體,復(fù)雜間隙化合物的金屬元素可被置換。(4)鍵型:共價(jià)鍵和金屬鍵。金屬間化合物4拓?fù)涿芏严啵?)形成:由大小金屬原子的適當(dāng)配合而形成的高密排結(jié)構(gòu)。其空間利用率和配位數(shù)都很高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(2)組成:如AB2。5金屬化合物的特性(1)力學(xué)性能:高硬度、高強(qiáng)度、低塑性。(2)物化性能:具有電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)性質(zhì)等,可用于半導(dǎo)體材料、形狀記憶材料、儲氫材料等。6非化學(xué)計(jì)量比化合物2h1).具有強(qiáng)磁性的金屬間化合物如稀土元素(Ce,La,Sm,Pr,Y等)和Co的化合物;
2).具有奇特吸釋氫本領(lǐng)的金屬間化合物(貯氫材料)如LaNi5,F(xiàn)eTi,RE2Mg17和RE2Ni2Mg15;
3).具有超導(dǎo)性質(zhì)的金屬間化合物如Nb3Ge,Nb3Al,Nb3Sn,V3Si,NbN等;
4).具有特殊電學(xué)性質(zhì)的金屬間化合物如InTe-PbSe,GaAs-ZnSe等在半導(dǎo)體材料用;
5).具有耐熱特性的金屬間化合物如Ni3Al,TiAl,F(xiàn)e3Al,MoSi2,NbBe12,ZrBe12;
6).耐蝕的金屬間化合物如某些金屬的MC,MB、MN和MO;
7).具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和消震性的金屬間化合物如TiNi,CuZn,CuSi,MnCu,Cu3Al;8).具有特殊構(gòu)造和功能的金屬間化合物如準(zhǔn)晶AlRETM,MgRETM;近似結(jié)晶TiTMAM等9)此外……金屬間化合物材料舉例材料科學(xué)領(lǐng)域50年間十大進(jìn)展評出科學(xué)網(wǎng)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-1917:47:8(MaterialsToday)雜志評選出材料科學(xué)領(lǐng)域在過去50年間的十大進(jìn)展。1.TheInternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors
《國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖》2.Scanningprobemicroscopes
掃描式探針顯微鏡3.Giantmagnetoresistiveeffect
巨磁電阻效應(yīng)4.Semiconductorlasersandlight-emittingdiodes
半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管5.NationalNanotechnologyInitiative
美國國家納米技術(shù)計(jì)劃6.Carbonfiberreinforcedplastics
碳纖維強(qiáng)化塑料7.MaterialsforLiionbatteries
鋰離子電池材料8.Carbonnanotubes
碳球、納米管+石墨烯9.Softlithography
軟刻蝕10.Metamaterials
超材料新能源我國風(fēng)電新增裝機(jī)6000萬千瓦以上,建成太陽能電站1000萬千瓦以上,核電運(yùn)行裝機(jī)達(dá)到4000萬千瓦,預(yù)計(jì)共需要稀土永磁材料4萬噸、高性能玻璃纖維50萬噸、高性能樹脂材料90萬噸,多晶硅8萬噸、低鐵絨面壓延玻璃6000萬平方米,需要核電用鋼7萬噸/年,核級鋯材1200噸/年、鋯及鋯合金鑄錠2000噸/年節(jié)能和新能源汽車2015年,新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量將超過50萬輛,需要能量型動力電池模塊150億瓦時(shí)/年、功率型30億瓦時(shí)/年、電池隔膜1億平方米/年、六氟磷酸鋰電解質(zhì)鹽1000噸/年、正極材料1萬噸/年、碳基負(fù)極材料4000噸/年;乘用車需求超過1200萬輛,需要鋁合金板材約17萬噸/年、鎂合金10萬噸/年。高端裝備制造"十二五"期間,航空航天、軌道交通、海洋工程等高端裝備制造業(yè),預(yù)計(jì)需要各類軸承鋼180萬噸/年、油船耐腐蝕合金鋼100萬噸/年、軌道交通大規(guī)格鋁合金型材4萬噸/年、高精度可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金切削工具材料5000噸。到2020年,大型客機(jī)等航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要高性能鋁材10萬噸/年,碳纖維及其復(fù)合材料應(yīng)用比重將大幅增加。新一代信息技術(shù)預(yù)計(jì)到2015年,需要8英寸硅單晶拋光片約800萬片/年、12英寸硅單晶拋光片480萬片/年,平板顯示玻璃基板約1億平方米/年,TFT混合液晶材料400噸/年。節(jié)能環(huán)保"十二五"期間,熒光燈年產(chǎn)量將超過30億只,熒光粉約1萬噸/年;新型墻體材料需求將超過230億平方米/年,保溫材料產(chǎn)值將達(dá)1200億元/年;火電煙氣脫硝催化劑及載體需求將達(dá)到40億元/年,耐高溫、耐腐蝕袋式除塵濾材和水處理膜材料等市場需求將大幅增長。
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對部分新材料的需求預(yù)測
未來材料是指那些新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能或特殊性能的、代表現(xiàn)代新技術(shù)動向并能滿足未來需要的材料。供光通信用的光導(dǎo)纖維材料、先進(jìn)金屬材料、新型陶瓷材料;用于計(jì)算機(jī)技術(shù)的半導(dǎo)體超純材料和信息記錄材料;供無線電技術(shù)用的人工晶體材料;供激光技術(shù)用的激光發(fā)生、光調(diào)制、光波導(dǎo)、光存儲材料;在新能源中用的超導(dǎo)材料;供生物工程用的人工器官材料;在遙感技術(shù)上用的傳感功能材料。未來材料十種已問世的未來材料
2009年06月22日
08:08
新浪科技1.特氟隆
已問世的未來材料
2.超薄超導(dǎo)體
已問世的未來材料
3.太陽能房頂
已問世的未來材料
4.隱形材料和隱聲材料已問世的未來材料
5.透明材料
金屬玻璃
強(qiáng)度是普通鋼材的兩倍,加工成本同塑料一樣便宜科學(xué)家開發(fā)可吹塑成型合金材料透明的烤面包機(jī)當(dāng)你看著透明的烤面包機(jī)時(shí)感覺如何?通過烤面包機(jī)墻你可以看到它真實(shí)的操作,這樣就不會耽誤你和客人敬酒了。但這僅僅是一個概念,還沒有真正得到落實(shí)。優(yōu)秀研究士的培養(yǎng)難在哪里?
目前,我國在校博士生已超過25萬人,每年授予博士學(xué)位的數(shù)量超過5萬,比美國多出1萬多。自2008年起,我國就已成為全球最大的博士學(xué)位授予國。難點(diǎn)一:成就感反饋時(shí)間長,研究興趣難以保持
現(xiàn)在很多年輕人目的性都很強(qiáng),都是準(zhǔn)備畢業(yè)后要賺大錢,要有好的工作,有這樣的想法,真正做研究就很難。難點(diǎn)二:研究方向不好找
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